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La dernière technologie laser optique et en médicament manifesté au contact de FiO

Des étendues qui aident les bébés prématurés à respirer aux techniques pour les neurones sous tension de représentation et les coeurs battants pendant qu'ils se développent, la dernière technologie laser optique et étant déployée en médicament et biosciences sera sur l'étalage à la rencontre annuelle de la société (OSA) optique, frontières dans le bloc optique (FiO), qui a lieu les 11-15 octobre à l'hôtel de Fairmont San Jose et à l'hôtel de Sainte Claire dans San Jose, la Californie.

L'information sur l'inscription gratuite pour des journalistes est contenue à l'extrémité de ce desserrage. les points culminants de recherches de Bio-blocs optiques du contact comprennent :

  • Représentation sous tension d'un coeur se développant
  • Étendue neuve pour aider les bébés prématurés à respirer plus facile
  • Chirurgie de Microfine avec des pouls puissants de laser
  • L'appareil photo numérique voit un esprit plus pointu
  • Après les molécules uniques dans des neurones sous tension
  • Pli de observation de protéines

REPRÉSENTATION SOUS TENSION DE COEUR SE DÉVELOPPANT D'A

Approximativement un sur tous les 100 bébés nés aux Etats-Unis entre dans tous les ans le monde avec une insuffisance cardiaque. Bien qu'il y ait une longue histoire de comprendre le développement cardiovasculaire et les maladies, dit Kirill Larin de l'Université de Houston, très peu est connu au sujet de la dynamique du coeur embryonnaire normal et anormal.

Il y a un demi-siècle, Richard Feynman a dit qu'une des voies les plus faciles de comprendre un procédé biologique principal est « juste regard à la chose, » et pour un procédé hautement compliqué comme le développement embryonnaire et la dynamique de coeur, il peut avoir raison. Pouvoir observer un jeune coeur commencer à battre et des chambres de forme montrerait des scientifiques beaucoup -- peut-être même indiquant les causes de développement des anomalies de coeur et d'autres anomalies congénitales. Mais regarder un embryon se développant dans son utérus est plus facile dit que fait. Les microscopes de fluorescence manquent de la capacité de pénétrer la peau assez profondément à l'image un embryon. Les dispositifs médicaux d'ultrason peuvent pénétrer entièrement, mais ils manquent de la définition nécessaire pour indiquer les détails du développement.

Maintenant Larin et collègues à l'université de Baylor du médicament à Houston ont prouvé qu'ils peuvent les embryons sous tension de souris d'image cultivés en dehors de l'utérus à différents stades de développement. Utilisant une tomographie optique appelée de cohérence de technique (OCT), ils peuvent concevoir la cardio- dynamique tôt et exécuter des mesures de flux sanguin, même de différentes cellules. OCT. fonctionne à côté de rayonner la lumière infrarouge sur les tissus embryonnaires et puis de déclencher les photons de retour-réfléchis de différentes profondeurs à l'intérieur des tissus utilisant l'interférométrie d'inférieur-cohérence. La technique est assimilée à la représentation d'ultrason, mais produit des images plus de haute résolution utilisant des fréquences optiques. Les chercheurs ont expliqué qu'ils peuvent image le coeur à ses parties, car il d'abord commence à battre et forme des chambres. Leur espoir est d'utiliser maintenant cet outil pour comparer comment les coeurs se développent chez les souris génétiquement manipulées transportant des mutations analogues à ceux qui mènent aux anomalies congénitales dans les gens. (Le papier FthV2, « représentation embryonnaire mammifère tôt à différents stades de développement avec la tomographie optique de cohérence » a lieu à 16h30 au jeudi 15 octobre).

ÉTENDUE NEUVE POUR AIDER LES BÉBÉS PRÉMATURÉS À RESPIRER PLUS FACILE

Les bébés nés le trouvent prématurément souvent difficile à respirer sur leurs propres moyens. Ils peuvent exiger de l'intubation, de la mise en place d'un tube par le nez ou de la bouche dans les poumons de encore-établissement de sortir l'air dedans et. L'intubation dans les adultes a un taux de succès raisonnable -- vers le haut de 80 ou 90 pour cent -- mais seulement environ la moitié des premiers essais d'insérer le tube réussissez aux bébés d'inférieur-naissance-grammage.

« La taille est différente et l'anatomie est différente dans les mineurs, » dit Baker de Katherine de l'Université de Californie, San Diego.

Baker travaille avec des pédiatres au centre médical de l'université pour produire un appareil neuf adapté pour des mineurs, un laryngoscope personnalisé. Son bout à la résine acrylique de la taille du centimètre est incliné pour améliorer le guide le tube de respiration, un light emitting diode (LED) illumine la voie aérienne et un appareil-photo du bébé aux professionnels médicaux d'aides de fin pour manoeuvrer le tube et pour enseigner à d'autres comment faire la procédure.

Le groupe a avec succès vérifié un prototype sur un mannequin et travaille pour produire une deuxième version adaptée pour vérifier dans les tests cliniques. (Le papier FthP3, « fabrication de modèle et de prototype d'un laryngoscope visuel néonatal » a lieu à 14h15 au jeudi 15 octobre).

CHIRURGIE DE MICROFINE AVEC DES POULS PUISSANTS DE LASER

La désignation d'objectifs des cellules vivantes avec des pouls de laser a été une technique puissante dans la biologie pendant un certain nombre d'années. Les lasers peuvent des trous de perforateur dans des membranes cellulaires ou coupent une part d'une cellule hors circuit des des autres, indiquant comment les pièces variées d'une cellule fonctionnent. Ces dernières années, les neurobiologistes ont commencé à embrasser le nanosurgery précis de laser comme voie d'indiquer le fonctionnement de différents neurones. Le court-circuit mais les pouls puissants de laser peut déposer l'énergie considérable sur un endroit minuscule, coupe propre une cellule nerveuse sans faire cuire le tissu environnant. En divisant les succursales des fibres nerveuses dans les créatures aimez les vis sans fin ou les souris, scientifiques peuvent déterminer quelles parties du fuselage ces nerfs règlent.

Aux frontières dans la conférence de bloc optique, Éric Mazur d'Université de Harvard décrira comment des travaux de nanosurgery de laser, basés sur ses propres études des elegans vis sans fin vis sans fin du nématode C. Un nématode a en particulier une mutation génétique qui le rend impossible de combiner son mouvement. Il peut branler, mais il ne peut pas facilement déménager vers l'avant ou en arrière. Mazur et ses collègues ont prouvé qu'ils peuvent remettre le mouvement normal à cette créature en coupant un neurone unique. (Le papier FWA1, « Nanosurgery avec des lasers de femtoseconde » a lieu à 8h du matin au mercredi 12 octobre).

L'APPAREIL PHOTO NUMÉRIQUE VOIT UN ESPRIT PLUS POINTU

Essayez pendant que vous pourrait, vous pouvez parfaitement encore ne jamais se retenir -- votre fuselage contractera et lancera avec des mouvements presque invisibles à l'oeil. Et si vous êtes un patient dans un hôpital ou le sujet d'une étude de recherches, ceci tortillant tremblera les images produites par des dispositifs de lecture comme des machines d'IRM, limitant leur capacité de repérer les petits groupes minutieux.

Chester Wildey de l'Université du Texas, Dallas, travaille sur une voie de trouver et compenser ces légers mouvements utilisant un appareil photo numérique modifié. L'appareil-photo suit une paire de lunettes portées par le sujet et enregistre les mouvements minutieux de la tête.

« Utilisant des 640 réguliers par l'appareil-photo 480, nous pouvons trouver le mouvement pour avaler à un micron, » dit Wildey. « Vous ne pouvez pas voir le mouvement ce petit avec votre oeil. » Le logiciel à traitement d'images développé par son groupe craque cette caractéristique en temps réel, permettant à des balayeurs d'être réglés et réalise de meilleures définitions.

La technologie a été employée par des chercheurs dans le Texas recherchant la preuve dans le cerveau pour le syndrome de guerre du golfe, une maladie matérielle controversée vraisemblablement branchée au service dans la guerre du golfe. Il croit que la technologie pourrait aider des chercheurs recherchant d'autres changements subtile du cerveau -- comme ceux étudiant la base neurologique du trouble du déficit de l'attention.

L'appareil-photo également est adapté pour mesurer le battement du coeur d'une personne d'une distance en enregistrant de légers mouvements dans les languettes fixées à la peau palpitante. Wildey espère que ceci pourra mener à une voie de trouver l'athérosclérose en comparant des battements du coeur dans différentes parties du fuselage. (Le papier FWR3, « tête suivant pour la rectification en temps réel de mouvement dans l'environnement d'IRM utilisant un appareil-photo unique » a lieu à 14h30 au mercredi 14 octobre ; Le papier JWC9, « Vibrocardiography optique en temps réel utilisant à traitement d'images » est à midi mercredi 12 octobre).

APRÈS LES MOLÉCULES UNIQUES DANS DES NEURONES SOUS TENSION

Les nerfs périphériques sont les fils organiques qui branchent les centres de commande dans le cerveau aux muscles et d'autres tissus qu'ils règlent. Comprenant comment le fonctionnement de ces nerfs est d'importance critique à cause de leur rôle central dans beaucoup de maladies humaines. Maintenant un groupe de chercheurs à l'Université de Stanford a conçu une voie d'observer un aspect critique de fonctionnement de nerf périphérique -- le transport des protéines essentielles et d'autres matériaux d'une extrémité d'une fibre nerveuse à l'autre.

Puisqu'ils peuvent serpenter plusieurs pieds de la moelle épinière aux membres, les nerfs périphériques sont souvent tout à fait longs -- parfois 100.000 fois plus longtemps que d'autres cellules dans le fuselage. Le transport des matériaux sur cette longueur entière est un procédé extrêmement long et compliqué qui peut prendre des jours ou même des semaines. L'étude de ce procédé a toujours été une proposition compliquée, mais Bianxiao Cui et ses collègues de Stanford ont expliqué une voie neuve d'observer ce transport en étiquetant les molécules uniques, facteurs de croissance nerveuse appelés, avec la « tranche de temps pointille » qui peut être suivie avec un microscope puissant pendant qu'elles déménagent le long des neurones sous tension.

La technique des chercheurs est analogue à regarder une grande route foncée de l'hublot d'un avion. Les voies foncées et invisibles des routes sont les microtubules, le squelette de la cellule. Les molécules de facteur de croissance nerveuse conduisent dans les véhicules qui sont illuminés par leurs phares de point de tranche de temps. Une chose Cui et ses collègues ont observé, avant laquelle n'a été jamais vu, est que les envois dans le transport peuvent sauter d'un microtubule à l'autre pendant qu'ils déménagent le long -- comme des véhicules commutant des voies comme elles roulent vers le bas la grande route. Elles ont également découvert que la majorité de ces véhicules sont passager unique ; elles contiennent seulement une molécule unique de facteur de croissance nerveuse.

Les scientifiques ont su pendant longtemps que ces protéines sont essentielles, puisqu'elles aident les cellules nerveuses à survivre en réglant l'expression du gène. Mais Cui et ses collègues ont prouvé que même une molécule unique de facteur de croissance nerveuse est assez pour déclencher le procédé de transport et pour supporter la signalisation pendant le transport axonal au corps cellulaire. (Le papier LSThB3, « représentation unique de molécule de transport axonal dans des neurones sous tension » a lieu à 9h du matin au jeudi 15 octobre).

PLI DE OBSERVATION DE PROTÉINES

Une des actions biologiques les plus importantes est le pliage et le déploiement des molécules de protéine. Mais mettre la main sur les molécules de protéine uniques est difficile, et la surveillance de leurs girations gymnastiques est encore plus. Les scientifiques à l'Université de Harvard ont produit des techniques basées sur la vidéo neuves « de brucelles optiques » pour faire juste ceci, permettant à des mesures ultra-précises d'être effectuées d'une manière dont est simple et efficace. Le secrétaire des États-Unis de courant de l'énergie, Steven Chu, a gagné un prix Nobel pour sa cotisation vers les atomes de réglage avec des faisceaux lasers à l'intérieur d'une trappe ci-jointe ; il plus tard a frayé un chemin l'utilisation des faisceaux lasers pour retenir réellement les objectifs minuscules -- même molécules biologiques -- en place. Le dispositif de Harvard est parmi le plus tardif et l'utilisation la plus polyvalente du ce les brucelles optiques s'approchent.

Wesley Wong de l'institut de Rowland à Harvard et ses collègues ont développé un seul système optique de brucelles qui emploie une combinaison de la représentation d'interférence, de la modulation légère et des algorithmes de logiciel personnalisé pour réaliser la définition et la stabilité nécessaires d'observer des protéines se plier. Ce système, qui utilise les composantes optiques déjà-existantes de technologie, utilise le vidéo à trois dimensions suivant pour mesurer les longueurs des longes moléculaires courtes avec la définition d'angström (moins de 1 milliardième d'un mètre) et le contrôle de contrôle par retour de l'information actif pour une stabilité de force des femtoNewtons (Newtons 10^-15). Des variations peuvent être aperçues aux régimes plus rapidement que 100.000 images par seconde -- tous avec la vidéo-représentation peu coûteuse. L'acte du repliement des protéines est mesuré en mesurant la distance de bout en bout d'une molécule unique tandis que la force de l'adhérence des brucelles est variée.

Le groupe de Wong utilise les brucelles optiques pour étudier le comportement des molécules uniques sous la force afin d'indiquer le fonctionnement nanoscopic des systèmes biologiques. En même temps que leurs collaborateurs, ils ont employé cette approche pour exposer le mécanisme de contrôle par retour de l'information moléculaire derrière le règlement des caillots sanguins et pour déterminer les propriétés mécaniques dynamiques du spectrin, une molécule structurelle en grande partie responsable des propriétés matérielles étonnantes des hématies. (Le papier FWS1, haute définition, de forte stabilité, « méthode optique à haute fréquence de brucelles avec une caméra vidéo simple » a lieu à 13h30 au mercredi 14 octobre).